JPH10134686A - 電流・温度ヒューズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型にして且つ大きな電流容量が得られる電
流・温度ヒューズを提供する。 【解決手段】 内部に中空部を有する絶縁性の箱体状の
本体ケース１０と、本体ケースに装着された金属薄板１
１に狭窄部を設けて形成した電流ヒューズ１１ｂと、温
度ヒューズとを備え、温度ヒューズは、電流ヒューズの
一端の金属薄板１１ｃにバイアス力がかからない状態で
は離隔し、バイアス力がかかった状態では接触するよう
に本体ケース１０に固定された板バネ状部材１３と、板
バネ状部材の先端部を電流ヒューズの一端部に接触する
ように通常時にはバイアス力を付与する感温体１７を含
めた係止手段１５，１６とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電流・温度ヒューズ
に係り、特に所定温度以上に温度が上昇した時、又は所
定電流値以上の過電流が生じた時に作動して、供給電流
を遮断することにより電気機器等を保護する電流・温度
ヒューズに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気自動車等の開発等に伴い、大
電流を供給することができるバッテリーの進歩がめざま
しい。このようなバッテリーを用いた電源装置等におい
ては、過電流又は周囲温度の過上昇により負荷である電
気機器等への供給電流を遮断できるヒューズが必要とな
る。

【０００３】特開昭６２−１５０８５６号公報によれ
ば、従来の典型的な電流・温度ヒューズが開示されてい
る。これは温度ヒューズである第一の導線体と、電流ヒ
ューズである第二の導線体とが直列に接続され、筒状の
絶縁ケースに収納され、その絶縁ケースの両端部から端
子を取出すと共に、両端部を樹脂材により封止したもの
である。ここで第一の導線体は、例えば１００℃以上等
の所定温度で溶融する温度可溶体が用いられており、第
二の導線体としては所定電流以上の電流が流れると溶断
する、例えばPd被覆Al線等のヒューズ線を用いたもので
ある。

【０００４】このような電流・温度ヒューズによれば、
ヒューズを通って電気機器等に供給される電流の異常
も、ヒューズが配置された周囲温度の異常も共に検知し
て、電流を遮断することができるので、電流ヒューズと
温度ヒューズとを別々に設ける必要がなく、便利であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
流・温度ヒューズは、温度ヒューズが温度可溶体自体を
電流の流路として用いているので、必然的に電流容量が
制限され、大きな電流容量とすることが困難であった。
このため、電流ヒューズとしてある程度大きな遮断電流
を取るためには、これに対応させて可溶体自体の寸法を
大きくせざるを得ず、ヒューズ寸法の大型化につながっ
てしまう。

【０００６】又、電気機器の小型化に伴い、回路基板に
搭載される電子部品が小型化され、表面実装化されてい
る現状においては、上述した筒形状の電流・温度ヒュー
ズは、その形状寸法が大きすぎ、実装技術上好ましいも
のではない。

【０００７】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、小型にして且つ大きな電流容量が取れる電流・温
度ヒューズを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電流・温度ヒュ
ーズは、内部に中空部を有する絶縁性の箱体状の本体ケ
ースと、該本体ケースに装着された金属薄板に狭窄部を
設けて形成した電流ヒューズと、温度ヒューズとを備
え、該温度ヒューズは、電流ヒューズの一端の金属薄板
にバイアス力がかからない状態では離隔し、バイアス力
がかかった状態では接触するように前記本体ケースに固
定された板バネ状部材と、該板バネ状部材の先端部を前
記電流ヒューズの一端部に接触するように通常時にはバ
イアス力を付与する感温体を含めた係止手段とからなる
ことを特徴とする。

【０００９】又、前記本体ケースは、金属薄板の狭窄部
からなる温度ヒューズ部分を収納する中空部と、前記板
バネ状部材の先端部にバイアス力を与えた状態で本体ケ
ースに前記係止手段を介して係止するための感温体を収
納する中空部と、前記板バネ状部材がバイアス力の有無
により移動する空間がある中空部とを備え、前記温度ヒ
ューズ部分を収納する中空部と、前記感温体を収納する
中空部との間には、隔壁が設けられたことを特徴とす
る。

【００１０】上述した本発明の電流・温度ヒューズによ
れば、温度ヒューズを板バネ状部材を用いてその先端が
電流ヒューズの一端の金属薄板に接するようにバイアス
力をかけた状態で感温体で固定している。このため、温
度の異常上昇に伴い感温体が溶融すると、板バネ状部材
がそのバネ力により電流ヒューズの一端の金属薄板から
離れる。これにより電流が遮断され、温度ヒューズとし
て機能する。このように本発明の温度ヒューズでは、感
温体を電流の流路に用いないで、通常時は板バネ状部材
が電流ヒューズの金属薄板に接触しているので、抵抗損
失が極めて小さく、電流容量を大きくすることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電流・温度ヒュー
ズの一実施形態を図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施形態の電流・温度
ヒューズの（Ａ）電流ヒューズ部分の構成を示す断面図
であり、（Ｂ）は温度ヒューズ部分の構成を示す断面図
である。この電流・温度ヒューズは、一例として縦２m
m、横８mm、高さ１２mm程度の小さな樹脂製の箱体状の
本体ケース１０内に収納されている。電流ヒューズは、
厚さ０．２mm程度の銅薄板に狭窄部を設け、銅薄板を細
線状に加工し、電流ヒューズ素子１１ｂとしている。銅
薄板１１は、図１（Ｂ）に示すように、断面コの字状に
折り曲げられ、そのヒューズ素子となる細線状部分１１
ｂは、本体ケース１０内の中空部分１２ａに位置してい
る。そして、銅薄板１１の一方の端部は本体ケース１０
の空隙部１２ｄを通り、外側にリード端子として突出し
ている。銅薄板１１のもう一方の端部は、箱体の中空部
分の側壁１０ａ，１０ｂに沿って折曲げられて配置され
ており、その端部が中空部１２ｂ内に露出している。

【００１３】温度ヒューズは厚さ０．２mm程度のバネ材
である燐青銅の薄板と低温ハンダである感温体と、板バ
ネ状部材の先端部１３ｃを銅薄板１１ｃに接触させる係
止部である感温体１７、金属ピン１５、絶縁ヘッド１６
等から構成される。燐青銅のバネ材は、その一端１３ａ
が本体ケース１０から突出し、一方のリード端子を構成
している。そして、図中、符号１３ｂ部分が本体ケース
の空隙部１２ｅに挿着され挟持されている。板バネ状部
材１３はその基部１３ｂが空隙部１２ｅに固定された状
態で、その先端部１３ｃがバイアス力を付与しない状態
で図中θの位置に保持されるように予め折り曲げられて
いる。板バネ状部材１３の先端近くには小孔が設けら
れ、金属ピン１５を封止した絶縁ヘッド１６が間挿され
ている。そして、板バネ状部材１３は絶縁ヘッド１６で
図の左方に押され、その先端部１３ｃが銅薄板１１ｃと
接触するようにバイアス力が付与された状態で、金属ピ
ン１５の先端部が低温ハンダである感温体１７により中
空部１２ｃ内に充填固定されている。

【００１４】板バネ状部材１３と銅薄板１１の双方の接
触部１３ｃ，１１ｃには、接触抵抗を低減するため、銀
メッキ層が被着されている。又、接触圧としては、３０
０〜５００ｇ程度が適当であり、この程度の接触圧が得
られるように押圧されている。

【００１５】図２は、電流ヒューズの（Ａ）通常時と
（Ｂ）遮断時を示す。この銅薄板の狭窄部からなる細線
状の電流ヒューズ１１ｂは、線径により種々の電流遮断
容量を選定することができ、遮断電流以下の電流が流れ
た場合には（Ａ）に示すようにヒューズ線１１ｂは遮断
しない。これに対して異常時である遮断電流以上の電流
が流れると、（Ｂ）に示すようにヒューズ線１１ｂは溶
断する。

【００１６】図３は、温度ヒューズの動作を示す図であ
る。感温素子である低温ハンダの融点は７０〜１００℃
である。従って、電流・温度ヒューズが配置された場所
が、何らかの事情により低温ハンダの融点温度以上にな
ると低温ハンダは溶融する。すると、金属ピン１５は感
温体１７から抜け、板バネ１３は上述したようにバイア
ス力がかからない状態では、図３（Ｂ）に示すように移
動するので、銅薄板１１ｃと板バネ状部材１３ｃとが開
離する。従って、電源側から電気機器に通じる電流・温
度ヒューズを流れる電流が、周囲温度の上昇により遮断
される。

【００１７】次に図４を参照して、この電流・温度ヒュ
ーズの製造方法について説明する。まず、本体ケース１
０を準備する。本体ケースは、例えばエポキシ等の樹脂
モールドにより成形され、温度ヒューズを配置する中空
部１２ａ、感温体である低温ハンダを充填する中空部１
２ｃ、バイアス力がかからない状態では銅薄板から離隔
しバイアス力がかかった状態では銅薄板に接触する板バ
ネ状部材の可動スペースである中空部分１２ｂ、銅薄板
を挟持する細隙１２ｄ、板バネ状部材を挟持する細隙１
２ｅ等を予め備えている。尚、本体ケースはセラミック
材等を用いてもよい。

【００１８】そして、薄い銅板１１を例えばエッチング
加工により狭窄部を設け、細線状のヒューズエレメント
１１ｂを形成し、図示するように曲げ加工した銅薄板１
１を本体ケースの空隙部１２ｄ、及び中空部１２ａ等に
挿入する。そして、板バネ状部材１３をＵ字溝１３ｅ等
を含めた図示する形状にプレス加工又はエッチング加工
を施す。更に板バネ状部材の先端部１３ｃを、バイアス
力がかからない状態では、銅薄板から離隔し、バイアス
力がかかった状態では、銅薄板に接触するように曲げ加
工を施し、基部１３を本体ケース１０の空隙部１２ｅに
挿入する。

【００１９】そして、金属ピン１５を樹脂モールドで固
定した絶縁ヘッド１６を準備し、板バネ状部材１３のＵ
字溝１３ｅに沿って押し込む。このとき、金属ピン１５
は本体ケース１０の中空部１２ｃに連通する溝１２ｆの
中に挿入される。そして、絶縁ヘッド１６を図中の左方
に押すことにより、板バネ状部材にバイアス力を付与
し、その先端１３ｃが銅薄板の先端部分１１ｃと接触し
た状態で感温体である低温ハンダを本体ケース１０の中
空部１２ｃに流し込み、金属ピン１５の先端部を固定す
る。感温体１７の固定は低温ハンダを加熱して溶融状態
にしておき、中空部１２ｃにポッティング等により流し
込み、冷却することにより、容易に行うことができる。
最後に蓋ケース１８を本体ケース１０の面１２ｇに接着
材等により固定することで、上記実施例の電流・温度ヒ
ューズが完成する。

【００２０】感温体１７を上述したように中空部１２ｃ
に溶融ハンダを流し込んで形成するのではなく、予め金
属ピン１５の先端に低温ハンダからなる円板状の感温体
１７を別の工程で固着しておいて、絶縁ヘッド１６をＵ
字溝１３ｅに挿入する際に、同時に感温体１７を中空部
１２ｃに挿入するようにしてもよい。このような製造方
法を採用することで、必要な接触圧を板バネ状部材１３
ｃに与えつつ、溶融ハンダを流し込み、且つ冷却して固
定する工程を避けることができ、より簡単に上記電流・
温度ヒューズを製造することができる。

【００２１】尚、上記実施例においては金属薄板として
銅薄板を、板バネ状部材として燐青銅を用いた例につい
て説明したが、同様の機能を果たすものであれば、他の
材料を用いることができることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の電流・温
度ヒューズは、温度ヒューズとして従来の可溶体に電流
を直接流す形式のものではなく、可溶体が所定の温度で
溶融することで板バネ状部材で構成されたスイッチを開
くようにしたものである。従って、温度ヒューズ素子部
分の電流容量を格段に大きなものとすることができる。
これにより、例えば電気自動車用バッテリ等の大容量の
電源の保護等に好適な電流・温度ヒューズを提供するこ
とができる。

【００２３】また、電流ヒューズ部分と温度ヒューズの
感温体の部分が本体ケース内の隔壁を介して空間的に離
隔して設けられているので、電流ヒューズの溶断動作と
温度ヒューズの溶断動作とが干渉することがない。これ
により、それぞれのヒューズがそれぞれの固有の遮断条
件で独立に電流の遮断動作を行うことができる。

【００２４】更に又、電流ヒューズとして薄い銅板を折
り曲げて用い、温度ヒューズとして板バネ状部材を用い
て構成することから、そのサイズを小型化、且つチップ
状に角形化することができ、表面実装等にも対応可能な
小型化したヒューズ素子を実現することができる。又、
上述したようにその製造工程が簡単であるため、低い製
造コストで容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電流・温度ヒューズの、
（Ａ）電流ヒューズ部分を示す断面図、（Ｂ）温度ヒュ
ーズ部分を示す断面図。

【図２】電流ヒューズの、（Ａ）通常時、（Ｂ）遮断時
を示す説明図。

【図３】温度ヒューズの、（Ａ）通常時、（Ｂ）遮断時
を示す説明図。

【図４】図１に示す温度ヒューズの分解組立図。

【符号の説明】

１０ 本体ケース １１ 銅薄板 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 中空部 １３ 板バネ状部材 １５ 金属ピン １６ 絶縁ヘッド １７ 感温体（低温ハンダ） １８ 蓋ケース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に中空部を有する絶縁性の箱体状の
   本体ケースと、該本体ケースに装着された金属薄板に狭
   窄部を設けて形成した電流ヒューズと、温度ヒューズと
   を備え、 該温度ヒューズは、電流ヒューズの一端の金属薄板にバ
   イアス力がかからない状態では離隔し、バイアス力がか
   かった状態では接触するように前記本体ケースに固定さ
   れた板バネ状部材と、通常時には該板バネ状部材の先端
   部を前記電流ヒューズの一端部に接触するようにバイア
   ス力を付与する感温体を含めた係止手段とからなること
   を特徴とする電流・温度ヒューズ。
2. 【請求項２】 前記本体ケースは、金属薄板の狭窄部か
   らなる温度ヒューズ部分を収納する中空部と、前記板バ
   ネ状部材の先端部にバイアス力を与えた状態で本体ケー
   スに前記係止手段を介して係止するための感温体を収納
   する中空部と、前記板バネ状部材がバイアス力の有無に
   より移動する空間である中空部とを備え、前記温度ヒュ
   ーズ部分を収納する中空部と、前記感温体を収納する中
   空部との間には、隔壁が設けられたことを特徴とする請
   求項１記載の電流・温度ヒューズ。